[发明专利]应用于可重构环形天线的Ge基异质SPiN二极管的制备方法

权利要求书

1.一种应用于可重构环形天线的Ge基异质SPiN二极管的制备方法，其特征在于，所述可重构环形天线包括：

半导体基片(1)；

介质板(2)；

第一SPIN二极管环(3)、第二SPIN二极管环(4)、第一直流偏置线(5)及第二直流偏置线(6)，均设置于所述半导体基片(1)上；

耦合式馈源(7)，设置于所述介质板(2)上；

所述第一SPIN二极管环(3)、所述第二SPIN二极管环(4)、所述第一直流偏置线(5)及所述第二直流偏置线(6)均采用半导体工艺制作在所述半导体基片(1)上；

其中，所述可重构环形天线的Ge基异质SPiN二极管的制备方法包括如下步骤：

(a)选取某一晶向的GeOI衬底，在所述GeOI衬底表面形成第一保护层；

(b)利用光刻工艺在所述第一保护层上形成第一隔离区图形；

(c)利用干法刻蚀工艺在所述第一隔离区图形的指定位置处刻蚀所述第一保护层及所述GeOI衬底以形成隔离槽，且所述隔离槽的深度大于等于所述GeOI衬底的顶层Ge的厚度；

(d)填充所述隔离槽以形成所述Ge基异质SPiN二极管的所述隔离区；

(e)刻蚀所述GeOI衬底形成P型沟槽和N型沟槽，所述P型沟槽和所述N型沟槽的深度小于所述GeOI衬底的顶层Ge的厚度；

(f)填充所述P型沟槽和所述N型沟槽，并采用离子注入工艺在所述P型沟槽和所述N型沟槽内形成P型有源区和N型有源区；

(g)在所述GeOI衬底上形成引线，以完成所述Ge基异质SPiN二极管的制备。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护层包括第一二氧化硅层和第一氮化硅层；相应地，步骤(a)包括：

(a1)在所述GeOI衬底表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅层；

(a2)在所述第一二氧化硅层表面生成氮化硅以形成第一氮化硅层。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)包括：

(e1)在所述GeOI衬底表面形成第二保护层；

(e2)利用光刻工艺在所述第二保护层上形成第二隔离区图形；

(e3)利用干法刻蚀工艺在所述第二隔离区图形的指定位置处刻蚀所述第二保护层及所述GeOI衬底以形成所述P型沟槽和所述N型沟槽。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第二保护层包括第二二氧化硅层和第二氮化硅层；相应地，步骤(e1)包括：

(e11)在所述GeOI衬底表面生成二氧化硅以形成第二二氧化硅层；

(e12)在所述第二二氧化硅层表面生成氮化硅以形成第二氮化硅层。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(f)包括：

(f1)利用多晶硅填充所述P型沟槽和所述N型沟槽；

(f2)平整化处理所述GeOI衬底后，在所述GeOI衬底上形成多晶硅层；

(f3)光刻所述多晶硅层，并采用带胶离子注入的方法对所述P型沟槽和所述N型沟槽所在位置分别注入P型杂质和N型杂质以形成P型有源区和N型有源区且同时形成P型接触区和N型接触区；

(f4)去除光刻胶；

(f5)利用湿法刻蚀去除所述P型接触区和所述N型接触区以外的所述多晶硅层。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(g)包括：

(g1)在所述GeOI衬底上生成二氧化硅；

(g2)利用退火工艺激活有源区中的杂质；

(g3)在所述P型接触区和所述N型接触区光刻引线孔以形成引线；

(g4)钝化处理并光刻PAD以形成所述Ge基异质SPiN二极管。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一SPIN二极管环(3)包括第一SPIN二极管串(8)，所述第二SPIN二极管环(4)包括第二SPIN二极管串(9)，且所述第一SPIN二极管环(3)及所述第二SPIN二极管环(4)的周长等于其所要接收信号的电磁波波长。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第一SPIN二极管串(8)及所述第二SPIN二极管串(9)两端设置有第一直流偏置线(5)及第二直流偏置线(6)，所述第一直流偏置线(5)及所述第二直流偏置线(6)采用重掺杂多晶硅制作在半导体基片上(1)。